工程伦理教育论文范文
时间：2023-03-16 17:45:51
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我国工程教育与发达国家比较，差距主要表现在教育观念落后、目标含糊等方面。长期以来，高等工程教育一直委身于科学教育甚至被等同于科学教育，造成工程教育培养目标定位模糊，导致教育培养体系与国家重大工程建设项目、企业技术创新的脱节，增大了高校毕业生就业的难度［3］。
1.2教学与实践脱节，学生缺乏实践训练
传统教育模式的一个弊端是轻视工程实践训练，部分学校实习基地萎缩，流于形式，学生走马观花式的生产实习较多，深入生产过程、动手参与较少，理论和实践脱节，使学生难以领会和消化理论知识，只能纸上谈兵，见到带有工程性质的问题就心里发虚［4］。学生动手能力不强、疏于实践是用人单位对大学生质量反映最多和最普遍的问题。此外多年的应试教育助长了学生死记硬背的学风与思维，压抑了他们的自主性、创新精神和实践能力的提高。
1.3工程教育课程体系比较落后
工程教育课程体系和教学一直受传统专业的影响，与产业结构调整不符，专业教育知识面狭窄，内容陈旧，不能适应科技的迅速发展;普遍采用“填鸭式”教学方法;学生负担沉重，不利于培养独立思考、终身学习的能力和兴趣。工程实践、工程设计的训练环节偏少、学时偏低。这些都严重制约了学生工程能力的提升［5］。
1.4教师队伍缺乏工程实践锻炼，影响工程教育质量
近年来很多学校教师队伍中具有硕士、博士学位的教师比例迅速上升。由于他们多数是刚刚走出校门的青年教师，缺乏系统的工程实践锻炼，因此，工程实践能力不强。同时学校与教师个人重学历、轻实践，重专业、轻综合，导致教师培养集中在学历学位提升上，对工程实践能力培养重视不够，形成知识传递从书本到书本、工科学校不“工”的尴尬局面。
二、独立学院学生工程能力的培养途径
学生工程能力培养是一个系统工程，企业和社会对毕业生的能力要求是多方面的。针对独立学院工程教育现状及存在的问题，为切实提高学生的工程实践能力，需要在以下几方面进行努力:
2.1转变教育理念，树立现代工程教育观
要树立大工程观意识，使工程训练与现代工业生产水平相适应，强化设计、制造、运行、开发、管理以及创新精神和综合能力训练，增强与市场经济相适应的质量意识、安全意识、环保意识和协作意识。要注重以工程能力培养为导向的工程教育，真正体现面向工程的办学理念和培养目标，将工程教育由培养工程科学家向培养工程师转变;由专业对口教育向基本素质教育转变;由注重知识传授向重视学生创新能力培养转变;由注重科学系统性向注重工程综合性转变，从而为工程应用型人才培养提供新型的知识体系和能力结构。
2.2改革课程体系与教学内容，增强学生工程意识
课程体系与教学内容改革的核心是拓宽学生的知识面，增强学生的工程意识。要改革现有课程体系，使之尽早面向工程实际，强化工程实践。工程能力培养要贯穿教学过程的始终。学校应经常组织教师深入企业调研，跟踪调查毕业生，了解企业对应用型人才的培养需求。在调研的基础上，按照行业职业资格标准，开展教学模式、课程设置体系、实习实训的改革，使教学过程密切联系生产实际。聘请研究设计院所、企业参与培养计划的制订，针对企业岗位实际需要，增设实践类课程和实验，让学生动手拆装设备，使教学内容更贴近工程实际。
2.3加强产学研合作，拓宽工程能力培养渠道
通过实践教学工程化改革，让学生尽早地、更多地接触工程实际问题，以建立起牢固的工程概念或工程意识。
(1)以行业企业为依托，大力加强校外实习实训基地建设
以产学研结合为桥梁，与企业进行深度合作并建立稳固的校外实习基地，带领学生到生产现场在企业技能专家指导下实习实训，创造条件让学生深入生产班组，跟班实习。参照企业职工技术培训资料，与企业人员共同确定实习实训项目、内容和要求，编写实训教材。带领学生到企业技术培训机构，在企业人员的指导下学习，使学生真切体会到生产、管理实际，得到技术、技能、管理、文化、合作精神等方面的综合实训，增强实践动手能力和科研转化能力，解决实习实训指导教师和场地、设备不足的问题。随着经济全球化与科学技术的飞速发展，企业逐渐成为工程技术的创新主体，企业的现代化管理理念、企业文化、管理机制不断完善，先进的工艺装备和现代化加工工艺，是学生理想的工程实践场所，这是校内实践基地所无法替代的。
(2)建立稳定的企业兼职教师队伍
聘请企业工程技术人员和荣获各种技能大赛奖励的技能专家担任兼职教师，为专业教师和学生讲授新技术、新装备、新标准的应用，指导学生实训。聘请企业兼职教师承担实践类课程、实验、毕业设计的教学工作。
(3)多渠道建设校内实习实训基地
为节约资金，可将企业闲置或报废的典型设备搬迁至校内建设实训基地。同时利用政府专项资金建设校内实训基地，包括软硬仿真操作实训、典型设备拆装实训等。针对区域、行业、经济和社会发展需要，按照职业岗位的实际需要，设置和调整实践教学内容;邀请企业参与设计和建设实训基地，确保实践仿真模拟的准确性、广度、深度以及技术上的先进性;统筹校内实验资源，加强不同学科之间实践资源的共享，促进实践教学水平共同提高。校内实践基地的建设，既增强了教师的工程实践锻炼，也避免了学生在企业实习走马观花的现象，使学生有更多的实践机会和时间。
(4)通过项目开发与研究培养和训练学生的工程实践能力
增加综合性、设计性实践项目，让学生尽可能真正作为主体参与实践活动的各个环节，在真实的工作环境中得到训练。通过参加教师或合作单位技术项目开发，让学生进入真实的技术开发环境，培养与训练学生技术开发能力。
2.4多渠道培养工程型教师
学生工程能力的培养，教师是关键。由于多数青年教师没有企业工作经历，缺乏工程实践经验，因此教师在教学中难以自觉、有效地引入工程思想、原理和方法体系，难以对学生进行严格、有效、切实可行的工程训练，造成学生的工程实践能力与社会需求严重脱节，达不到社会与企业对用人的要求。学校可出台政策鼓励教师到企业挂职锻炼，聘请企业兼职教师做导师，并安排他们为企业兼职教师助课，从中学习先进技术、企业文化、最新标准和多年的技术工作体会;聘请企业兼职教师来校授课;对青年教师进行职业知识与技能培训;改革薪酬计算办法，吸引教师参与指导实践教学，参与实训基地建设;聘请知名高校实践能力强、理论水平高的教授定期为教师开设讲座，提高年轻教师的实践教学水平和理论水平。安排青年教师参加各级教师工程能力提升培训班。
2.5多种途径培养学生的工程能力
要具备现代工程能力，就要强化学生创新能力和动手能力培养。应鼓励学生进行主动学习和综合学习，开展学术研讨活动，通过基于项目的学习、模拟和案例研究等推动学生学习产品、生产流程和系统构建技能，学习与人交流合作技巧，在工程实践的氛围中培养学生系统思考问题的方法。要增强课外实践活动效能，通过多种途径提高学生的实践与创新能力，例如组织学生积极参加教育部组织的“大学生创新创业训练计划”、“挑战杯”、“电子设计大赛”、“机械设计大赛”等活动，开阔视野，为社会培养应用型创新型人才。
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2基于CDIO工程教育模式的编译原理课程教学方法
课程教学改革从以下4个方面展开。1）学生分组，导入项目。课程教学以项目导入的方式开始，首先鼓励学生搜集编译基础理论和技术在计算机应用领域的成功案例；其次引导学生搜集开源的编译工具，按照支持的源语言和语法分析方法分类。以上两项前期工作对应CDIO模式的构思部分，需明确客户的需求，考虑技术、企业战略和制度等因素，不断改进概念、技术和商业计划。项目的最终目标是用C语言编写一个PL/0语言处理系统。在教学过程中，学生分成若干个项目组，在教师的指导下编写项目计划书，划分项目的功能模块；指定各个模块的负责人，模拟实际项目开发，进行分工协作。2）案例驱动，模仿提升。CDIO工程教育模式要充分体现“做中学”，以“项目案例”为载体组织整个教学过程，以案例开发过程安排教学内容，灵活运用启发式和研究性的教学方法。课程教学要为学生构建项目开发的情景，调动学生的主动性与参与性，提高学生的实践创新能力。在编译原理课程教学过程中，我们发现有些学生学习缺乏积极性和主动性，课外缺少自主训练和探索，虽然通过了课程考核，但是实际只了解到一些基本概念和零碎的知识断点，不具备运用所学原理和技术进行编译器开发的能力。为了培养学生“构思—设计—实现—运作”编译系统的技能，我们将编译原理的学习过程分为模仿和提升两个阶段。（1）模仿阶段的主要目标是以PL/0语言处理系统为案例，引导学生学习基础知识，掌握基本算法，激发学生兴趣。项目开发分为8项子任务，这些任务可在教师的指导下完成。任务1：安装测试用C语言实现的PL/0语言处理系统；完成PL/0语言语法的EBNF描述。任务2：PL/0编译程序中词法分析程序的设计和实现。任务3：PL/0编译程序中语法分析程序的设计和实现；自顶向下递归调用子程序的方法。任务4：PL/0编译程序中语义分析和中间代码生成。任务5：PL/0编译程序中符号表的设计与实现。任务6：PL/0编译程序中运行时的存储组织。任务7：PL/0编译程序中的目标代码生成。任务8：PL/0编译程序各阶段整合运行，编写PL/0语言使用说明书。教师可展示用C语言实现的案例，要求学生模仿整个实现过程，用Java语言再次实现PL/0语言处理系统。学生则通过此案例，模拟项目开发全过程。（2）提升阶段的主要目标是让学生学习编译器开发的流程，学会运用编译技术进行项目开发。本阶段分为以下几个步骤。步骤1：编译器程序设计提高。定义一个待实现的源语言，如PL/0语言的扩充或者C语言的一个子集，要求学生用C或者Java实现编译程序。步骤2：编译技术扩展。引导学生学习面向对象语言编译技术，如收集整理开源编译器GCC的资料，描述GCC的总体结构、编译流程、代码组织。步骤3：编译器实用工具。引导学生学习嵌入式系统编译器及其工具的应用开发，包括C和Java编译器开发。步骤4：项目实训。引导学生利用编译技术进行项目开发，如设计开发C语言程序设计自动评分系统、基于语法分析技术的企业名称识别算法、基于语义分析的数据驱动型漏洞检测方法、编译原理在通信协议转换中的应用、编译原理在反病毒技术中的研究和应用等。3）开放资源，自主协作。CDIO注重自主学习能力的培养，提升学生独立解决问题的能力，同时也重视团队协作精神的培养，发挥团队的力量，协同工作完成任务。网络环境下的自主和协作学习要求教师提供充分的网络资源。在教学中，课程组搜集整理了国内外编译原理课程的教学资源，整理了各种实用编程语言及其表示规则，设计了适合学生需要的“做中学”项目和任务，并在课程的教学网络平台共享，通过开放资源和自主协作的学习，鼓励学生在课外通过网络和移动设备开展学习讨论，用课外学习弥补课程学时的不足；通过课外自学，充分发挥学生的主观能动性，锻炼学生“自主设计、自主实现、自由探索”，引导和鼓励学生积极组织并参与项目组的学习和研讨活动，让个人融入项目团队，提升整个团队的工程实践能力。4）考核评价，多点多面。CDIO注重工程实践能力的培养，工程实践能力是各种能力的综合体现，因此考核评价要兼顾这种特性。所谓多点主要是指编译原理具有纷繁复杂的知识点，因此对知识点的考核应以促进学生主动学习、研究性学习为目的，注重对学习过程的考查。教师可通过查看学习记录、平时作业和练习情况，考核学生对基本知识点的掌握情况；通过小组活动记录，查看学生在项目组讨论中的活跃度，了解学生提出问题的数量和质量以及解决问题的思路，考核学生的知识整合和应用能力。所谓多面主要是指编译原理课程在培养学生实践创新能力方面具有多面性，因此考核评价方式要有利于培养创新能力、实践技能、解决实际问题能力，从多个层面开展。教师可通过对项目构思与设计展示、子项目实施情况、项目汇报与答辩、学生的自评与互评、教师与企业工程师的评价等多种方式考核学生的专业知识、个人自身能力、团队合作能力、设计项目和开发系统能力。
3CDIO模式编译原理教学实施过程中存在的问题与对策
1）“双师型”教师队伍的建设问题目前，从事编译理论研究和技术开发的教师不多，有编译器开发经验的教师比较缺乏。编译原理课程“双师型”教师队伍奇缺。湖北省教育厅和湖北工程学院制定政策，资助并鼓励青年教师进入相关企业与工程师合作解决实践中的技术难题。同时，湖北工程学院每年派出专业课青年教师到武汉大学、华中科技大学等高校进修深造。通过这两个途径，学校可以解决“双师型”师资队伍建设的问题。2）学生实习实训平台的建设问题。毕业生就业难和符合市场需求的应用性人才短缺问题一直是高校、用人单位和毕业生共同的困扰。学生综合能力是就业成败的关键因素，CDIO工程教育模式强化工程应用实习实训平台的建设，希望为解决这种困扰提供帮助。湖北工程学院与中国航天三江集团公司合作共建的工程实践教育中心和湖北工程学院国家级大学生创新创业训练计划项目已获得教育部批准。在此基础上，计算机学院已经与国内10余家IT企业和科研机构合作共建实习实训基地，校企合作层面深化，操作方案细化，实现与行业需求的无缝对接。
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二、基于虚拟平台的立体化实习模式的总体结构
现以远程开放教育土木工程专业的生产实习为例，分析基于虚拟平台的立体化实习模式的总体结构（如附录：图1所示）。
（一）虚拟实习平台
找到一个能搭载立体化实习活动的载体是构建立体化实习模式的关键。虚拟建造技术(VirtualConstruction，简称VC)是近几年在虚拟现实技术的基础上形成的一门新兴技术，它把以虚拟现实为基础的仿真技术应用到了建筑施工领域，是实际施工过程在计算机上的本质实现。其以虚拟建造技术为基础，建立了基于Internet的虚拟生产实习平台。平台包含有土方开挖、构件钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑等11个典型工种工程虚拟生产实习过程，以及部分我国已建和在建的超大体量、复杂建筑的虚拟建造全过程。
（二）多层次的能力培养
通过立体化的实习培训，可实现对学生多层次的能力培养。如基于虚拟平台和实际工地的典型工种工程施工的实习可有效巩固学生所掌握的基础知识、方法和技能；小组实际工地的实习可有效培养学生分析、解决实际问题的能力。结合学生的自主虚拟实习、小组实地实习以及由教师引导的集中实习等形式，可培养学生的自主学习、团队协作、沟通交流等能力。
（三）立体化的实习方式
实习方式“立体化”是指改变传统的常规分散式的实习方式，以学生为中心，实施多样性的实习方式。如自主式虚拟实习、小组实地实习以及利用虚拟实习平台的实时与非实时的集中实习。
（四）立体化的实习内容
实习内容“立体化”是指将基于虚拟实习平台的虚拟实习和实地实习相互交错，使学生能进行典型工种工程、施工组织与管理、超大体量复杂建筑施工等多方面的实习。安全教育是实习教学非常重要的一部分，但在传统的分散式实习模式中，教师对施工安全方面的教育并不重视。而在虚拟实习平台中设立了专门的安全教育内容模块，有助于增强学生的安全意识。
（五）立体化的实习资源
虚拟实习平台中整合了大量的生产实习教学资源，包括文字、图片、动画、视频以及超大型的虚拟建造。针对比较抽象的施工技术和实践性较强的施工工艺，如钢筋绑扎，都提供有施工现场的录像视频资料，供学生观察体验，犹如亲临施工现场一般。而对于比较隐蔽的分部工程，如混凝土预制桩施工、混凝土灌注桩施工等，则提供了大量的动画资料，形象地表现出了具体的施工方法和施工工艺。
（六）立体化的实习评价
实习评价“立体化”即对多形式的实习成果、多方面的评价主体进行评价，注重实习过程和实习结果的全方位考核。实习成果包括虚拟实习报告、小组实地实习报告、工地影像等；评价主体则主要有学习者自己、同学、指导教师三方；注重实习过程的评价是指学生在实习过程中的细节表现也会在评分中有所体现。
（七）立体化的师生交互
在传统的实习教学中，往往仅有教师与全班学生或单个学生的单向交互，甚至有时几乎没有师生交互。而在立体化的实习模式中，师生间相互交流、共享经验的交互活动较之前变得立体而多样，其中既有教师与全班学生、教师与个别学生、教师与小组学生之间的互动，也有小组学生之间、单个学生之间的交互。
篇4
一案例教学的定义和科学内涵
案例教学是一种开放式、互动式的新型教学方式。在案例教学中，所使用的案例既不是编出来讲道理的故事，也不是写出来阐明事实的事例，而是为了达成明确的教学目的，基于一定的事实而编写的故事，它在用于课堂讨论和分析之后会使学生有所收获，从而提高学生分析问题和解决问题的能力[1]。目前，国家层面已经高度重视其在高等教育人才培养中的重要作用和地位。为了贯彻落实《教育部国家发展改革委财政部关于深化研究生教育改革的意见》（教研〔2013〕1号）和《教育部人力资源社会保障部关于深入推进专业学位研究生培养模式改革的意见》（教研〔2013〕3号），深化专业学位研究生培养模式改革，提高培养质量，教育部于2015年5月7日出台了《教育部关于加强专业学位研究生案例教学和联合培养基地建设的意见》（教研〔2015〕1号）（简称《意见》）。《意见》将案例教学定义为：以学生为中心，以案例为基础，通过呈现案例情境，将理论与实践紧密结合，引导学生发现问题、分析问题、解决问题，从而掌握理论、形成观点、提高能力的一种教学方式（或模式）。传统教育中教师主要采取灌输方式教授知识，即学生以被动方式接受知识，这种教学方式重传授而轻参与、重理论而轻实践，高等教育学习的主体是学生，在传统教学过程中学生并未主动参与进来；而将案例教学融入到传统教育中，弥补了传统教育的不足，尤其是理论与实践结合方面，将课程理论学习与实践过程结合起来可以更加有效地引导学生发现、分析和解决问题，从而使学生掌握理论、形成观点、提高能力，应当注意：案例教学更加侧重实践，而并非传统教学中所说的实际；案例教学并不是完全取代传统教学模式，而是融入传统教育形成优势互补，从而改善教学效果、提升教学质量。
二案例教学在工程科学的应用现状
（一）案例教学的作用和功能
刘刚认为案例教学的作用机制包括：知识来源扩大机制、学习内容优化机制、学习效果改善机制[2]；郑淑芬认为案例教学有助于培养学生的创新意识，有利于提高学生分析和解决问题的能力，有利于促使学生学会学习，还有助于提高学生与人沟通、合作的能力[3]；黄辉认为案例教学能够磨练心智，培养能力，拓展视野，并使其掌握更多的方法[4]；丰晓萌认为案例教学可以更好的激发学习兴趣，可以使学生明确学习目的，还可以提高教师教学水平[5]；总的来看，案例教学可以在很大程度上激发学生自主学习的兴趣和热情，可以理论联系实际并锻炼学生解决实际问题的能力，达到改善教学效果的目的。
（二）案例教学在工程科学课程教学中的应用探索
近年来，一些工程科学、自然科学学科开始探索案例教学新模式，肖细元探索了案例教学在《大气污染控制工程》课程中的应用[6]；李杰研究了案例教学法在《机械制造基础》课程教学中的应用[7]；郭锋等探讨了案例教学在工程研究生课程《现代材料分析方法》的应用[8]；王永生探索了工程科研案例在本科生课堂教学中的应用[9]；安蓉和王梅提出以解决实际工程问题的案例来改善教学[10]；杨佩娟提出在《生态工程的基本原理》课程中应用案例教学模式[11]；总体来看，案例教学并未在工程科学课程教学得到推广，目前主要处于应用探索阶段，而且仅在非常有限的工程科学课程中进行了探索。
（三）案例教学的改革与创新
案例教学的改革与创新方面的研究成果非常丰富，但大都集中于经济、管理、商业等社会科学学科。例如，王应密和张乐平分析了全日制工程硕士案例教学资源库建设相关问题，还指出了案例教学应用应该注意的相关问题[12]；郑淑芬认为教师仍然是案例教学的重要基础，教师要把握好精选教学案例、积极的课堂引导和多元的评价考核3个环节，还要处理好学生学习与教师教学的关系、理论知识传授与案例教学的关系、认知活动和非认知活动的关系[1]。经过梳理不难发现，目前关于案例教学在高等教育中应用的相关研究非常丰富，但基本上属于经济、管理、商业等社会科学学科，其在自然科学和工程科学学科的应用非常罕见，其在石油工程相关课程的应用更是鲜见报道。将案例教学应用于工程科学课程教学，将面临如下主要问题：（1）准确认识案例教学的功能和作用，明确实施案例教学的必要性，这是实施案例教学的基础；（2）案例教学与传统教学的融合问题，即合理的实施方式，如何将案例教学融入到传统教学中，毕竟教学过程中不能独立开设课程；（3）案例教学资源库的建设问题，良好的教学资源库是案例教学的关键基础，没有丰富的、适宜的案例素材，案例教学难以有效实施，事实上，这是案例教学的基本载体，也是限制案例教学在工程科学课程教学中应用的主要因素；（4）教学效果的后评估、改进、完善与推广。在教育部出台的《意见》中明确了在专业学位研究生培养中推广案例教学的任务，事实上，大学本科生毕业后再工作岗位承担了更多的实践类工作和任务，因此，高校培养的更多的本科学生也应该加强案例教学的推广，通过案例教学弥补学生课堂理论学习与实践脱节的不足。
三课程特征及实施案例教学的必要性
（一）课程特点及教学业绩
《钻井与完井工程》课程是西南石油大学石油工程专业本科生核心主干课程，课程全部学时为56学时，其中课堂教学50学时，实践教学6学时。课堂教学内容主要包括井身结构设计、钻井液、钻井液工艺技术、岩石与钻头、钻井工艺技术、井控技术、井眼轨迹测量与控制技术、固井、完井方法以及储层保护技术、环境保护及HSE等。课程立足于转变教育思想，更新教育观念，同时与石油工程专业人才培养目标和模式、教学方法和教学手段现代化的改革同步，为学生提供较宽的知识基础和再学习环境，培养学生在工程平台上解决问题的能力[13]。为了实现该目标，与该课程配套的教学环节有实习、开放实验和工程设计，相应的配套教材有《钻井与完井工程生产实习指导书》、《钻井与完井工程开放实验指导书》和《钻井与完井工程设计》。通过多年来的教学与实践，现有的《钻井与完井工程》课程内容不断更新，在强调应用基础理论、设计理论与方法的同时，重点突出理论联系实际，适当介绍油气井工程方向的最新工程技术。课程注重内容的基础性、系统性、完整性和实用性，便于引导式教学和学生自学，从而形成了现在较为合理的课程体系、教学方法和教学效果监测和评价体系，也取得了较好的效果。2004年《钻井与完井工程》被评为首批国家级精品课程，自2012年起实施了校级、省级和国家级精品资源共享课的立项建设，2016年获全国首批“国家级精品资源共享课”称号。
（二）实施案例教学的必要性
《钻井与完井工程》课程是一门实践性极强的工程科学课程，课程学习中涉及大量非常重要的工程实践类理论和方法，例如，井身结构设计、水力参数设计、钻柱设计与校核、套管柱强度设计与校核、井控设计与实施、井眼轨迹设计与控制等，这些内容也是该课程教学的重点和难点。传统的教学方法主要采用灌输式教学模式，尽管课程配套有实习、开放实验和工程设计等结合实际的环节，但这些环节与课程学习往往需要学生课后独立完成，而且与理论学习存在一定程度的脱节现象，使得学生对于关键理论的掌握深度不够，学生很难独立开展工程设计或设计质量不高，迫切需要改进或弥补传统教学方法存在的短板。依托国家级精品资源共享课建设项目，已经引进网络课堂、MOOC、虚拟仿真实验教学、微课等形式多样的新型教育模式进行课程改革，但是，这些新型的模式并未完全解决课程理论学习与实践结合的问题；同时，《钻井与完井工程》是国家级精品资源共享课程，也有必要进一步丰富现有的教学手段和方法，使其始终保持在全国的领先地位。为此，提出引入案例教学方法，以工程实际案例为载体，通过整合和利用虚拟仿真实验教学平台、MOOC和微课等手段进行工程设计、施工案例情境的重现，将《钻井与完井工程》课程中的理论知识与工程实践紧密结合，激发学生浓厚的学习兴趣，与传统教学模式形成互补。在建立了系统的案例教学方法并构建了完备的案例教学库之后，可以将案例教学库与网络课堂、MOOC、虚拟仿真实验教学、微课等有机结合，采用多种形式将《钻井与完井工程》的工艺原理展示给学生，有利于学生更加直观、更加清晰、更加明确地掌握相关知识，最终达到改善教学质量和教学效果的目的。
四课程案例教学实施方式探讨
（一）案例选择
实施案例教学成功与否的关键，很大程度上取决于所挑选案例的数量和质量是否能满足课程学习的需要[14]。《钻井与完井工程》课程涉及诸多设计与控制方面的实践内容，相关的实际工程案例也很多，但并不是每一个案例都适合课程教学。教学案例不仅要符合目标的要求，而且要结构严谨，具有可质疑性和思考性[14]。为了能够成功实施案例教学，首先，必须根据课程特点精心设计、挑选和收集案例素材；其次，应注意案例是否具有代表性，主题是否鲜明突出，是否有重要意义；再次，判断案例的难度是否适中，由于实际工程案例往往非常复杂，过于复杂的案例会超出学生的知识水平以及能力范围，也会打击学生的自信心和学习兴趣；最后，确定案例所涉及的情景是否有综合性[14]。《钻井与完井工程》是一门系统的工程科学课程，具备相互联系的完备框架体系，案例的选择应结合实际情况尽可能多的涉及关键的知识点，以引导学生学以致用（发现问题、分析问题、解决问题），从而掌握理论、形成观点、提高能力。
（二）案例整理与案例库建设
选择恰当的案例后，不能直接将其应用于实际课程教学，而是需要精心设计、加工整理和归类，以形成教学案例库。在《钻井与完井工程》课程教学中，根据课程特点、教学目的、教学形式和案例内容，可将案例归类为如下几种类型。1.讲解式案例：教师在课堂教学中为说明某一概念、模型、方法或实际问题而使用的案例。例如，为了讲解井身结构设计理论依据，可以采用讲解式案例，在课堂上讲评或演示给定孔隙压力和破裂压力剖面下如何才能成功钻达目的层，还可以在这一过程中恰当地穿插课堂互动，以加深学生对该知识点的掌握。2.讨论式案例：为了巩固学生对重难点的学习效果并检验学生水平而使用的案例。例如，讲解溢流压井方法时，可以给定一口比较复杂的溢流井案例，将学生分组进行讨论给出决策方案进行处理，不同学生会采用不同的压井方法（循环法、司钻法和工程师法），这样就能得到不同的结果。讨论式案例适宜选择有一定的针对性和难度并且有不同意见和结论的案例，假设案例过于简单则不会引起争论，会导致学生会失去兴趣；假设案例过于复杂则会超出学生的知识水平以及能力范围，会打击学生的自信心和学习兴趣；因此，具有多样性、结果复杂且难度适中的案例，价值越高。3.基于虚拟仿真平台的互动式案例：为了完成真实实验不具备或难以完成的实验教学任务，西南石油大学已经建立起了一套较为系统的虚拟仿真实验教学体系和功能较为齐全、规模初具的油气开发虚拟仿真实验教学中心，该中心在人才培养、科学研究中扮演着重要角色。通过借鉴先进的教学平台开展互动式案例教学，不仅可以让学生实时或离线观摩教授或工程师进行工程实践，还可以让学生在平台上进行模拟实战，该平台可以满足学生单机或网络实践的多重需求。对于《钻井与完井工程》课程，可以采用虚拟仿真中心的钻井工艺放在模拟系统、交互和漫游式井控虚拟系统、钻井工程设计与分析虚拟现实系统3套系统进行互动式案例教学，可以满足观摩式和实战式教学的双重需求，网络在线功能还能满足学生课余自主学习与探索的需求，有助于培养学生的动手能力和创新精神。
（三）案例导入
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二、体育课中对学生的成功感培养
追求成功是每一个学生的一种现实体验和强烈的动机趋向。顾明远教授在《提高民族素质，迎接21世纪挑战》一文中指出：我赞成让每一个孩子都获得成功教育，让学生学到实在的知识，自己的兴趣和才能得到发展，获得成功的启迪。让不同层次的学生都得到不同程度的发展，体验到成功的喜悦。课程的实施要依托教学过程，而教和学是教学过程的主体，教学评价是这一过程的关键。然而当前的中学体育教学现状是，在体育教育中重视技术的传授和学生体质的改善，轻视了学生的心理素质、情感需求、意志品质等诸多方面的培养。接下来就主要探讨对学生的成功感的培养。
（一）中学生心理品质的培养
中学阶段是一个人长身体、长知识，形成人生观和培养良好意志品质的重要时期。对中学生来说，要完成学习科学文化，攀登科学高峰的任务，成为本世纪杰出人才，并不是一件容易的事，其中会遇到许多矛盾和困难、曲折和失败，如果缺乏坚强意志是很难达到成功彼岸。社会经济的日益繁荣和生活节奏的不断加快，不免给社会带来了更多的浮华和躁动，通过调查、观察，大部分独生子女，他们普遍存在缺乏吃苦耐劳、勇敢顽强的意志，不思进取的竞争意识，生活自理能力差，在学习生活中形成了“强迫式”的社会现象，给中学教育带来恶性循环，直接影响了国民素质的提升。青少年的思想品德的形成、发展，是一个循序渐进的过程，是一个细微的量变到比较显著的质变的过程。他们的道德认识、道德情感和道德行为，总是由浅入深，由低到高螺旋式上升的。可根据活动的素材，充分挖掘其中潜在的心理素质教育因素，引导学生自己的事情自己做，做一个勇敢的孩子。如从“背摔”的体育游戏入手，教育学生要学会信任他人，应该做一个心胸宽广、乐观开朗的人；又如，在“模拟盲人行走”的活动中，让学生在活动中体会盲人生活的艰辛，引导学生要乐于助人，珍惜生活。因势利导，培养学生树立正确成功观念。体育活动中，学生的思想、能力、意志、情绪、态度等特征暴露特别快。比如：跳高，面对一个新的高度；跳马，支撑跳跃面对一个新的难度动作，能否超越，一目了然，立即显露。由此引发的一系列心理特征也常常会体现出来。成功者的喜悦与得意溢于言表；失败者的气馁与沮丧、急躁与冲动、紧张的焦虑、胆怯与自卑等表现各不相同。作为教师，应迅速抓住学生思想行为充分暴露的有利时机，因势利导，引导学生正确地看待成功与失败、顺利与挫折、长处与短处，激励他们勇于战胜困难，克服不健康的心理障碍，提高自尊心和自信心；培养学生良好的意识、认识、情绪及行为的自我控制能力和心理调节能力；培养学生坚强的意志。
（二）自信心的培养
自信是成功的重要规律之一。自信心培养是对学生成功心理的一个重要环节。对学生的自信心培养主要从以下两方面进行。激发运动兴趣，兴趣是最好的老师，学生的学习兴趣直接影响着学生的学习行为和效果，学生能否通过体育与健康课程的学习形成体育锻炼的习惯，兴趣发挥着非常重要的作用。为此，教师应在课内外的体育活动中充分激发学生的运动兴趣，尽可能使学生在运动中充分展示才能，体验运动的乐趣，获得增强体质的效益。如在进行耐久跑训练时，把学生带出运动场在校园内按选定的路线进行自然地形跑，并鼓励学生说：这样既锻炼了身体，还可以欣赏沿途的风景，陶冶情操。培养学生的抗挫折能力。现在的中学生大都是独生子女，由于受家庭教育的影响，大多以自我为中心，不善于与他人合作，因而，在某种条件下就会产生自信心不强的现象。在体育活动中胜利与挫折、成功与失败是经常出现的，教学中，教师应在学生遭受挫折和失败时，及时给予鼓励和帮助，分析失败原因，利用“降低动作难度──克服心理障碍──完成技术动作”模式，使学生的自信心在这个过程中循序渐进地得到提高。如单杠教学，初中学生过去没有学过，教学中把技术动作进行分解，由易到难，加强辅助练习，逐步完成组合动作。
（三）因材施教
学生之间是存在各种个体差异的，对待不同的学生要区别对待。教学中，根据学生实际情况，抓住契机进行指导，对于不善于交往、胆怯、怕羞的学生，在体育课上可多安排他们参加跨栏、跳高、单杠等活动，培养勇气，树立较强的自信心；对于性格内向，甚至孤僻的学生，则多组织他们参加一些集体性活动，促进他们与其他同学的沟通与合作，锻炼交往能力。其实，每一位学生都有成功的渴望，例如跳高教学中，如果用同一高度要求每个学生完成练习，就可能使一部分较弱的学生遭遇失败，失去信心。利用分层次教学法进行教学，设置不同的高度，学生就可以根据自己的能力进行选择。每当前一练习成功完成，学生就在获得成功的基础上产生向新高度冲击的信心，就能使学生以更大的愿望和意志力去完成下一个练习任务，用成功体验增强自信心
（四）激励性评价
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2解决电力工程技术中问题的对策
电力工程技术中存在着很多问题，为了能够解决这些技术问题，需要采取一些列的对策来解决。第一是合理配置电网系统结构。合理的配置电网系统是解决电力工程技术的一个重要决策。目前我国电力工程技术现阶段的实际操作过程中，大多数情况下采用的是逐渐降压的方法来进行电力输送的，不过电力逐渐减压的方法存在着很多弊端，像浪费电能以及效率低下等很多缺点。任何事物的存在都具有两面性，当然降压的方法在一定程度上为输电站数量的减少以及对电力传输效率的提高成为了可能。另外，在电力系统过程中，还要综合考虑各个用户用电量的需求。第二是科学解决污染物引起的闪路问题。为了能够保证电力工程网络输送技术的可靠性，这需要科学的解决污染物问题。无论是闪路还是中途短路这些问题的出现，究其原因就是因为外界的污染导致的，为了能够从根本上解决这类问题的出现，科技人员建议通过加装防污罩方式进行防护，通过这些人为措施，从而可以提高电力工程技术的可靠稳定性。
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中图分类号：G625.5 文献标识码：A 文章编码：1003-2738（2012）06-0093-01
我们现在的教育，特别是中小学教育，都涉及到孩子将来能不能成功。成功其实并不复杂，关键在于要从小培养孩子们的成功意识和成功的素质。就是要把成功学理论运用于中小学教育领域，把教育学和成功学有机地结合起来，使学生获得真正意义上的成功。
结合本人在班级管理方面的实践，我整理了几个成功学在中小学教育教学及班级管理中的应用实例，也是我在班上经常使用的，并获得了明显的成效，很有借鉴意义。
一、进行全方位的自我分析
让学生拿出一张白纸，开始分析，先在纸上画上一黑点，然后在学习态度、学习目的、各科成绩、与老师同学的关系、健康几方面给自己打分，0到10分，10分是满分，再把每一部分连起来，看看是什么图型？如果越接近圆型表示越圆满，人生运转才会顺利，学业也会进步。像车子的轮胎，如果变型，车子跑起来就危险，而且跑不快。我们就应该追求全方位平衡式的成功人生，那就是：学业要成功，生活要快乐，身体健康、对社会有贡献、有一群志同道合的朋友、可以自由运用自己的时间。现在就要为自己的人生打基础，不是吗？
二、要有周详的计划
计划比目标还重要，帮他们设立完目标后，问他们有没有达成目标的20套方法，哪怕是只有一种方法有效，他们的成功机率也比别人高20倍，不是吗？所以一定要有计划，而且越详细越好。这可能是他们能不能达成目标的关键。所谓计划就是把大目标分解成若干个小目标，然后想办法去达成每一个小目标。
所有的目标都必须要有详细的计划，并且一定要把目标分割成小的片段，这听起来很复杂，可是一旦学生自己能够把目标分成更小，一段接一段，他就很容易追踪，也很容易知道哪里有错误。这样他就很容易检查，很容易管理。
三、优秀是一种习惯
习惯决定结果，在学校表现优秀的学生会有哪些习惯呢? 而我们的学生的习惯是什么呢? 表现优秀的学生习惯全力以赴、全力冲刺。研究表现优秀的学生的习惯，复制表现优秀的学生的习惯，他们就会得到跟表现优秀的学生类似的结果。因为相同的行动带来相同的结果！
总之，班级管理中大有学问。以上所列，仅是成功学可用于中学教育教学中的很少一部分，当然，任何一种通往成功的途径都要通过努力。我经常告诉学生今年一定要比去年努力三倍以上。因为大多数人都知道现在要比以前努力两倍。而要比大多数人要表现的好，就只有比别人更努力。学生在学习中，许多时候态度决定成败，并非能力，而是心态决定成就的大小。全心全意，全力以赴，潜能才可尽显。
现在，新一轮教育改革正如火如荼地进行，教育最终将回落到提高人的各种能力和综合素质的基点上，成功学在教育领域中将有更为广阔的发展空间。由于当今传媒的便利，现在的学生视野广泛，我们教师只要不断的学习新知识，给自己随时充电，才能顺应新的教育教学改革，并在教学中处于领航人的角色。
四、木桶定律
木桶定律是教育界经常引用的一个理论。我们可以把成绩比喻作木桶，每个学科就像长条木片一样，组合起来就变成一个木桶。我们来假设一下，如果每一片长条木片的长度都是一样长，但是只有其中一片木片只有长条木片的一半长。你觉得这个木桶可以装多少水？只有一半，是吧！为什么呢？因为短的木片让原本可以装满水的木桶，流出来只剩下一半的水。是不是很可惜？
而在考试中如果有一门学科也变成短木片，请问他们高考的成绩会好吗？短木片就像一个人的缺点，不改变缺点，别人就会进攻你的弱点？考场如战场？谁掌握最多的知识，最好的学习方法，谁就能胜出。你也许会发现，在我的文章里经常会把学习成绩好说成是成功，举的例子大都是学校以外的或曰是社会当中的。之所以这样做，就是想让学生还在学生时代就能通过自身的学习实践收获一种习惯，对今后的人生道路有所启发，有所帮助！
五、设立挑战性目标
什么叫挑战性目标? 就是比自己的能力还要高一点的目标；如果瞄准月亮，目标没达成，可能射到一颗树，如果瞄准一棵树，没射到，那可能就射到地面，如果瞄准地面，就可能射到自己的脚丫喽！永远不要担心目标过高。取法乎上，得其中也；取法乎中，得其下也。
六、积极的心态
有一次，我曾经问一个名叫成绩中等的学生买买提：“你认为自己明年能考上中学吗？”他摇了摇头。我问他：“你怎么知道自己考不上？”他说：“我没有这个实力，我从来没有考进班上前五名。”
这种情况在学生中相当普遍。如果学生在思想上认为一件事是不可能的，那他在行动上自然就不会去做，自然就不会有什么好结果。在现实生活中，当一件事被认为是不可能时，他们就会为不可能找到许多理由，从而使这个不可能显得理所当然。其实，一件事能不能做好，并不取决于你的能力，而取决于你的信念。所以说，自信对一个人来说太重要了。
中小学生是一个心态比较脆弱的群体。生活中、学习中的每一次微小失败，都可能影响他们的心态，尤其是学习成绩较差的学生，普遍存在着比较严重的消极心态，他们总认为自己无论如何努力也学不好，是老师眼中的坏学生，有的甚至自暴自弃，破罐破摔。如果我们能帮助他们调整心态，重新找回自信，发现自己的优势，积极面对学习和生活中的各种考验，他们一样能成为优秀的人才。
七、自我反省
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2节制闸流量计算公式
中线总干渠全线含有几十座倒虹吸及渡槽，在渡槽进口和倒虹吸出口均设置节制闸站进行分段控制，节制闸(图2)过闸流量是渠道信息化运行调度的关键水力条件，传统计算堰闸流量采用的方法是先判别流态类型，再根据不同流态套用对应的经验公式(1)计算。
3穿黄工程布置形式及其水力特性
穿黄工程位于郑州市以西约30km的孤柏山湾处，是南水北调中线总干渠上跨越黄河的交叉建筑物，也是国内穿越大江大河直径最大的倒虹吸输水隧洞，工程设计流量为265m3/s，加大流量为320m3/s。在水力学方面重点研究的问题有:隧洞的过流能力和压力特性;进出口局部水头损失及流态;控制闸的布置方案及闸门启闭原则和允许的开启区间等。针对不同的设计阶段，前后进行了3种布置方案的水工模型试验(见表5)，其比尺分别为30，25，25。主要成果有:(1)经试验修改优化后的3种布置方案隧洞过流能力及主要水力特性满足设计要求。方案Ⅰ的控制闸设在隧洞进口，小流量运行时，因进口处水位较低，易发生跌流或洞内水跃;大流量时，进口前有游动的立轴漩涡，气泡和漂浮物易被带进洞内，对隧洞的安全运行不利。(2)方案Ⅱ和方案Ⅲ将控制闸设在隧洞出口，通过闸门调度，可避免进口处产生不利流态;在闸墩上设置侧堰，可以简化闸门调度;闸下的消能防冲可通过简单的工程措施解决。此外，还对隧洞进、出口弯段的局部水头损失系数ζ进行了精确测试，方案Ⅱ进口为0．126，出口0．337;方案Ⅲ进口安装安全栅时为0．518，不安装为0．124，出口0．432。(3)方案Ⅲ在隧洞进口胸墙前左右各出现间歇性吸气漩涡，分析认为与进口淹没深度、来流流速及水流对称性等因素有关，为此对进口段体型进行了针对性修改，分别从加长引渠长宽比和改变墩头体型，调整胸墙倾斜度(方案1)，改变进口顶缘椭圆长短轴比例(方案2、方案3、方案4)(图4)等方面进行探索试验，综合考虑水力特性和工程造价选择采用椭圆顶曲。，该方案与原方案相比消除了进口吸气漩涡，水力条件得到了明显改善，进口流态也较好;此外还对隧洞压力特性、侧堰过流能力、出口流速流态及闸门滑落模拟进行了试验研究。
4突发事件下应急调度
总干渠沿程没有在线调节水库，参与运行调度的控制闸数目众多，包括63座节制闸、54座退水闸、1座泵站和85座分水闸(不含天津干渠)，突发事故时快速的渠道联合应急调度难度极大;此外，闸控设备的机械指标(最大机械速率0．4m/min)也限制了闸门的操控速度;加之总干渠全线跨越大，且沿程地质气候条件复杂，遭遇意外事故的风险较大。结合中线工程总干渠设计和运行调度特点，对中线工程突发事件下应采取的紧急调度措施进行了系统的分析研究，建立了从突发事件识别分类到应急处置响应，最后应急终止评价的整套应急调度预案体系(图6)。研究将突发事件分为水质污染、渠道及建筑物结构破坏、设备故障和社会安全等4类，根据其严重程度、可控性和影响范围等因素将分为特大、重大、较大、一般4级，针对4类4级事件分别提出了相应的应急处置措施;建立了南水北调中线总干渠应急调度数学模型(图7)，提出了完整的总干渠全线闸门应急控制策略(节制闸、分水闸、退水闸)，见表6;对影响应急调度的主要因素进行了计算分析和敏感性研究，解析其影响机理，优化提出了一套适用于总干渠全线各渠段应急工况的运行控制参数(节制闸关闭速率、安全水位、预警水位、退水闸启闭水位等)，经过全线各渠段数百种应急案例的模拟计算表明，提出的闸门控制规则和控制参数能及时有效控制突发事故，不会发生次生灾害且渠道弃水量总体较小。本项研究成果目前已嵌入中线工程总干渠供水调度自动控制系统，成为其实时在线应急调度模块，为工程的运行调度提供技术支撑。
5冬季冰期输水
中线总干渠由南向北跨越北纬33°～40°，沿线气候从暖温带向中温带过渡，工程冬季运行时，黄河以北700km渠道水流将有不同程度的冰凌产生，总干渠将处于无冰、流冰、冰盖输水等多种复杂运行状态，安阳以北的倒虹吸、闸门、渡槽下游、曲率半径较小的弯道等局部水工建筑物附近可能发生冰塞、冰坝危害。为解决总干渠冰期输水的运行安全问题，满足各种复杂运行工况下水位流量的控制要求，分别于2011，2012年对中线工程京石段开展了历时2个冬季的冰凌原型观测(图8(a)和图8(b))［32］，掌握了大量宝贵的渠道冰凌生消演变第一手数据资料(表7)。研究表明，京石段渠道冬季冰情发展具有全线同步性、串行差异性、多点供水影响性、气候影响主导性特点。即整个京石段进入结冰期及融冰期的时间基本是同步的;串联的单个渠段在各自渠段内呈现出不一样的冰凌发展过程;多水源进入渠道致使水源上下游的渠段冰情发展有别于其他渠段，呈现出不一致的变化特征;整个冬季渠道冰情的发展过程是由气象条件变化决定，渠段地形、结构等物理条件只能引起局部差异。研究得到了关键的冰凌动力学参数，岸冰形成、表面流冰层形成和冰盖开始融化等封冻期和开河期冰情发展的水力学和热力学参数等。此外，初步建立了符合总干渠冰情演变的二维冰水动力学发展数学模型(图9)，开发了冰凌动力学模拟程序软件，并结合中线冰情发展的实测数据进行了率定和验证(图10)，可作为中线工程冬季运行冰凌预测的有效手段。
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“2061计划”认为，美国青少年的科技知识非常薄弱，应该在全国范围内搞一次科技扫盲；在科学、数学和技术教育上制定一个示范性、指导性的基本标准，编写新的教学大纲，希望全国的中小学、幼儿园据此来普及科技教育，从而使下几代人具备科学技术的基础素质。
普及科技教育不是盲目增加学校的教学内容，中小学的教学重点应集中在最根本的科学基础知识上，并且更有效地把它教好。
二、“2061计划”的实施步骤
第一步，1985～1989年，美国促进科学协会在首都华盛顿建立了领导实施“2061计划”的总部，并动员了800多位科学家、企业家、大中小学教师和教育工作者参与了这项再造青少年智慧的宏大工程。他们总结战后科学、数学和技术领域的深刻变革和未来发展趋势，汲取美国80年代以来教育改革的成果，于1989年推出了阶段性成果《普及科学——美国2061计划》的报告。该报告明确指出，我们的下一代必将面临巨大的变；科学、数学和技术位居变革的核心，它们导致变革，塑造变革，并且对变革做出反应，它们对今日的儿童适应明日的世界十分重要。该报告提出了未来儿童和青少年从小学到高中毕业应掌握的科学、数学和技术领域的基础知识的框架，包括主要学科的基本内容、基本概念、基本技能，学科间的有机联系，以及掌握这些内容、概念和联系的基本态度、方法和手段。
第二步，1989～1993年，“2061计划”总部在旧金山、圣地亚哥、费城、圣·安东尼奥、麦迪逊郊区麦克伐兰、阿瑟农村等六个有不同代表性的地区建立了分部，根据第一步提出的理论和指导思想，研究实施所需要的条件、手段及战略，并设计不同模式的课程。同时，散发第一步的研究报告，展开广泛讨论，制定相应的教育改革和革新工程。1993年问世的《普及科学的阶段指标》报告，标志着“2061计划”第二阶段圆满结束。该报告阐述了数学、科学、技术以及社会科学的性质、特点，确定了不同年级学生应达到的知识水平及发展程度。
第三步，1993年以后，在完成前两阶段任务的基础上，“2061计划”拟用10年或更长
的时间，在一些州和学区进行科学、数学和技术领域教育改革实验。目前的实验以“2061
计划”的6个分部为骨干向四周辐射。一般每个分部新建或接管5至6所实验学校，依据《普
及科学的阶段指标》制定实验学校的科学教育大纲，组织编写相应教材，进行教师培训，开
展大学、中学、科学家、企业家甚至包括家长和社区之间的多向交流，开展国际教育合作。
1996年，“2061计划”设计了进一步的改革蓝图，编制丰富多彩的参考材料，并使之变
成电子信息，广为传播；制定关于课程改革和工程推行情况的评价标准；促使各级教育的一
体化，特别提倡大学要继续支持基础教育；加强教师培训和对科技教育的科学研究工作；筹
集和落实改革所需资金。
三、“2061计划”的特色
1.综合性。“2061计划”实施的对象是综合的，它力图在实验区内，面向从幼儿园到高
中各个阶段的所有学生和学科，进行科技普及；实施的范畴是综合的，它在制定新教学大纲
的同时，配套改革教材内容、教学技术、考试方式和学校的组织机构；参与者也是综合的，
要使这些改革措施彼此兼容，就得顾及家长、政策制定者、教师等各个方面的因素。
2.长效性。“2061计划”是经过深思熟虑和精心安排后付诸实施的，它的效果要通过几
十年而不是几年来检验。
3.基础性。“2061计划”强调基础学科，主张在中小学开设数学、科学、技术方面的核
心课程；同时，各学科内部以基础知识的传授和基本技能的培养为主。
4.以学生为中心。在实验学校中，学校注意因材施教，培养学生的创造性，鼓励学生思
考问题而不是告诉其现成答案。教师采用多种教学方法，帮助学生发展思维和想像能力并解
决实际问题。
5.发挥教师主导作用。“2061计划”非常注重发挥教师在课程设计和实际教学中的主导
作用，认为只有教师才能有效地针对学生的实际直接传授知识、启迪智慧，也只有教师才能
根据改革的精神和课堂教学经验创造性地更新课程、改善教学。
6.协作性。“2061计划”认为，没有一个团体或部门是唯一具有智慧和权威的机构，改
革离不开合作与交流。中小学教师、行政官员、社区领导者、大学教授和政策制定者应取长
补短，共同参与教改。
四、从“2061计划”看美国中小学课程与教学改革的趋势
1.谋求课程结构的合理性。力求处理好核心课程和一般课程的关系，以核心课程为主；
处理好知识传授和能力培养的关系，改变过去忽视知识传授、片面强调学生动手能力培养的
做法，增加系统的科学基础知识传授时间。在加大科技知识教学力度的同时，重视文化、历
史、地理等社科知识的传授。为此，近年来，“2061计划”提倡使用“大科学”的概念。
2.继续保持课程的弹性。尊重学生的个性，鼓励发展特长，允许提前升级、捷足先登。
选修课比例较大，特别在高中阶段，学生可以根据自己的能力和兴趣爱好进行选择。注重因
材施教，重视拔尖人才的培养。
3.教学安排开放化。教学人员有本校教师，也常请教授、专家、科学家等来校讲课。教
学以课堂教学为主，有时也走出校园，到政府机构、企业、大学或田间，接触社会和自然。
近几年，美国中小学普遍加强了外语教学，培养学生的国际意识，加大国际知识传授的力度。
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20世界80、90年代，高校工程专业所培养的毕业生难以适应现实工业生产的需要，使工业界逐渐意识到高等教育脱离实践这一问题，直接教育已经远远满足不了现今社会教育的发展需要。迫于这种形势，2001年由美国麻省理工学院联合其他三所著名高校，共同开发的一种全新工程教育理念和实施体系CDIO。CDIO教育模式旨在培养具有知识体系健全、双基扎实、工程业务水平高以及道德高尚的“新一代”卓越工程师。
1.2CDIO教育模式的应用情况
在国外，根据不同学科领域的要求，CDIO工程教育模式已被广泛应用且形成了一些特色CDIO教育模式。CDIO工程教育模式首先应用于麻省理工学院等4所高校的机械系、电气系。紧接着得到其他发达国家的认可，并且根据自己的情况开发出适合自己的具有特色的CDIO工程教育模式，以培养科学基础知识扎实，工程能力过硬的现代工程师，提高国家科技竞争能力。在国内，CDIO工程教育模式也得到了广泛的应用，2001年由北京交通大学主办，清华大学、北京航空航天大学、汕头大学、北京石油化工学院等高校协办的“2011北京CDIO区域性国际会议”称中国共57所高校开展CDIO工程教育模式试点工作，且已取得较好的成果。例如:汕头大学已根据自身教学情况以及资源，提出一种以工程设计为导向，以培养个人能力、团队能力和系统调控能力为主要目标的EIP-CDIO工程教育理念。汕头大学这种教育模式并不是发达国家CDIO教学模式的复制，而是吸取原有CDIO教育模式的经验精华之后，创立的属于汕头大学自己的工程师人才培养的教育模式，具有自己的特色，更符合自身教育教学实践情况。同时，CDIO工程教育模式也被应用于具体专业，例如:大连东软信息学院基于TOPCARES-CDIO工程教育理念，对专业设置驱动因素和影响因素进行分析，综合比较已有专业设置模型，应用鱼骨图的设计结构，引入模块化理念，突破固定维度限制，设计出鱼骨型专业培养方案设置模型。回顾国际工程教育改革背景，从哈尔滨理工大学工程教育与人才培养模式改革出发，结合校情，基于我校的物理专业的现况，以国外先进的CDIO教育模式为指导，借鉴国内的CDIO实践措施，建立起自己的CDIO工程教育模式势在必行。
2物理类专业现阶段的教育教学情况分析
第一、在大学物理类教学中，过分强调教师的教学量，进而忽视了其科研与办学的能力，这样就阻碍了大学在教学质量、科研成果和学校规划方面的发展。第二、学校的发展未能与社会同步，学校培养的人才不能满足社会的需求，更不能适应社会的发展。在校四年学习过程中，过多的学习科学理论知识，而忽略了实践环节，致使培养出来的学生缺乏工程实践能力以及创新能力;而这与社会需求的高素质的工程性人才是相悖的。第三、过分强调自然科学知识的学习，而忽略了人文科学的重要作用，致使培养来的学生丢失了传统文化，丧失伦理道德，成为“有才无德”之人，危害他人、危害社会。然而，CDIO工程教育模式要远远优于传统的教育模式，它拥有一套完备的教学框架，有自己的教学的大纲以及教学宗旨。首先，以德为本，培养具有高尚职业道德的人;其次，以学生自学为主，帮助学生掌握专业基础知识以及精湛的技艺，帮助学生开拓自己的创新能力以及认识自己潜在的价值;在此基础上，在人才培养中将教育过程与实际工程领域具体情境结合，培养“德才兼备”的新一代高水平工程师。因此，我校物理类专业可依据经典CDIO工程教育模式，构思适合自身情况的教育模式以及培养方案，以弥补现阶段教育教学中的不足，提高教学质量，促进学科发展，适应社会发展。
3构思基于CDIO模式的物理类专业教学培养方案
3.1科学理论基础的学习以及考核制度
根据大学生教学大纲指示，为完成大学生自学能力的培养任务，有关学生科学基础知识的学习当实施以“学生自主学习为主，老师答疑解惑为辅”的主观能动性学习模式。第一阶段:首先由教师对相关学科的知识点进行归纳、总结，并制定学习计划，然后将学习知识点以及学习计划分发到学生手中，由学生自行完成基础知识的学习过程(记忆、理解)，最后由教师编辑题库，对学生进行基础知识的考核，考核结果分为优、良、中，不合格4个级别，不合格者则不得进入下一学习阶段。第二阶段:首先由教师划分制定不同的知识模块，完成由同学选择自己喜爱的知识模块进行系统研究，挖掘知识深度，再由同学针对已学习的知识模块进行答辩，展示自己的学习成果，重点讲述自己对知识点的理解以及相关知识的联系性，最后由老师对其的答辩进行点评，提出今后的学习研究重点，并且给予答辩评价，并且此过程为循环过程，要求每个同学依次掌握不同的模块。第三阶段:基于第一以及第二阶段的学习成果，教师评定出学生的学习成绩(优、良、不合格3个级别)，成绩为优、良者方可参加相关的科技竞赛、科研项目，并且科技竞赛与科研项目的成绩可以转换成一定的学分，对于在科技竞赛以及科研项目中表现突出的同学，学校可以对其进行精英式培养，作为学校、社会以及国家的储备人才，为进一步培养优秀人才，奠定基础。第四阶段:仅仅经过以上3个阶段的培养，只能在专业技术方面对一个人有一定的提高;然而，这并不能使一个人在德行方面有所提高或蜕变。因此，对于基于CDIO模式物理专业人才的培养还需要新阶段的锻炼与培养，并且这个阶段势在必行。基于本校的特殊情况，应采取以下方案，来对学生的德行方面进行一个积极的考量与培养:首先由学生在年终进行自我评价，尤其是德行方面的表现进行逐一评价;接下来有辅导员、班主任以及一名任课老师给出相关的综合评价，最后由专家评论组对学生的德行给予中肯符合实际的评价。同时，将这次的评价结果告知学生，以便学生明确以后努力的方向，弥补不足，完善自己。
3.2科学理论学习与科技竞赛相结合
在夯实基础知识与基础能力之后，教师组织学生参加一些对理论分析、计算能力要求比较高的竞赛，比如:哈尔滨理工大学学术物理竞赛，全国大学生“高教杯”数学建模竞赛等。通过这类比赛来培养学生的团队协作能力，更重要的是在比赛过程中，可以将学习的数学、物理、化学等理论知识应用其中，使同学们对课本中的理论知识有一个新的认识。并且通过竞赛可以带动、检验基础知识的学习，让同学体验到用知识解决实际问题、解释现象的快乐，这样能够更好地激发学生的学习兴趣，提高学生的学术修养。在我校近期举行的《哈尔滨理工大学首届物理学术竞赛》中，参赛队员在比赛过程中得到锻炼，掌握设计出一套适合自己的解决问题的方法。最后，由教师结合比赛过程中学生的表现以及学生的比赛结果基于一定的评价分别为(优、良、中、差)。此评价结果计入学生的期末总评成绩。
3.3科学理论学习与科研项目相结合
在进行上述2个环节之后，接下来的环节要注重科学理论知识的实践应用以及交叉学科知识的运用，根据哈尔滨理工大学的现况，采用工程项目育人还是可行的。首先由教师进行交流、讨论，针对学科特点以及知识进行构思，设计出覆盖知识面广、切实可行的不同类型的工程项目;接下来由同学们进行自由组队，进行选题;然后，开展团队合作，对工程问题提出解决方法，进行实验验证亦或制作出作品;最后由专家在组织答辩，学生的作品以及研究方法进行评价。比如，我校近期开展的《哈尔滨理工大学首届物理实验演示仪器竞赛》，这个活动激发大学生对大学物理的兴趣，培养大学生严谨的学习态度、科学的研究方法、综合运用所学知识解决实际问题的能力和进行实验研究的能力，并且对于改进我校的实验演示仪器作出了贡献。
3.4横向学习要与纵向学习相结合
在3.1、3.2以及3.3中拟定了具体的基于CDIO模式的物理类专业教学培养方案以及实施方法，本节将从一个高的层次来看待CDIO工程教育模式。CDIO工程教育模式的学习不仅仅是单一方面的横向学习与纵向学习，而是二者的有机结合。纵向学习，能够解决一个问题的“然”与“所以然”，能够让学生深刻的理解一个问题的来龙去脉，但是对于与这个问题相联系的事物却没有详细的了解，从而限制了人思考的角度，没有全局的意识;然而横向学习，能够拟补这一缺憾，从类比、相似以及反推的逻辑思维来阐释同一类问题，这从通俗的层次传授了方法论与逻辑学知识。这样，基于横向与纵向学习的CDIO工程教育模式，不仅仅培养了具有较高等技术的工程师，更是培养了有思想的较高素质工程师。
3.5校内学习与社会实践学习相结合
综上提出的4个方面，仅仅是依托于学校固有的教学资源，开展的培养提高学生能力的项目，然而这些项目却与实际的社会生产创造需求脱轨;虽然它们能够在某种程度上提高学生的专业、道德水平，甚至说是综合素质，但是离高水平一流的工程师还有一定差别，有一段距离。为了弥补这一差距，还应进行以下三方面的改进:第一、学校除了在充分利用现有固定可见教学资源的基础之上，还应该发挥学校各种潜在的能力，挖掘一定的社会资源，比如:在专业技能培养方面，应注重与科技公司，生产工厂等建立联系;在社会公德、道德培养方面，应注重与一些敬老、养老院或者与志愿者相关的部门单位建立关系等。第二、学校在挖掘这些潜在的资源之后，应将学生定期派遣到对应单位，进行短期、长期等时间不等的培养与教育，与这些单位共联合，对进一步提高学生的综合素质作出努力。在培养过程中，所涉及的培养内容，无需拘泥于形式，可以是实践操作、工程技能培训、讲座、交谈会、茶话会、素质拓展以及其他的健康向上、丰富多彩的活动。第三、在完成以上相关活动后，每位同学都需要进行答辩报告，对自己进行客观的评价，包括表现突出以及不足两方面，以及自己在整个培训过程中自己的收获;除此之外，学校与相关参与单位应该组成专家评审团，根据学生的表现，给出客观可行的综合评价，主要包括专业技能的提高以及道德修养进行点评，给学生提出合理、公正、客观努力方向，使得学生想优秀、甚至是杰出的工程师买进一步。
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建立学习型组织
不仅建立以教研室为单位的研究团队和工程项目团队，也充分利用校园网和现代化的网络通信工具，加强不同专业间教师的交流，建立论坛、沙龙、QQ群组织，采取传、帮、带的方法，让有丰富经验的教师带领青年参加项目实践，及时在线交流经验，总结成果。在教师间形成互帮互助、共同进步的学习氛围。
增强学术交流
在学术交流上采取引进来和走出去的方法，有步骤有计划地选派了一批有培养前途的青年教师到国内外著名高校进修、访学，赴外地参加国际性的学术会议，了解国内外学术动态，熟悉先进的科研思想和方法。同时，定期邀请知名专家学者来校做学术报告，进行相关学科领域理论和实践探讨，也进行教学方法和技巧方面的交流。让在校青年教师不出校门即可了解最前沿的科研动态，拓宽视野，在与名家面对面的交流中汲取前进的方向和动力。近年我们请了香港理工大学、武汉大学和中国科技大学等校的专家来讲学，在青年教师中引起了很大的反响，青年教师的科研动力不断增强，也取得了非常不错的科研成绩。科研能力的增加，又进一步反哺到了教学上，让教师的专业能力和教学的深度和广度都有了进一步的提高。
组建专业实验室和专业实训基地
利用现有的实验和实训资源，组建供教师使用的专业实验室和实训基地。青年教师深入到专业实验室进行学习，熟悉实验设备和教学实验，带领学生进行课程设计和课程实习活动。进入专业实训基地参与实训项目的开发研究，让青年教师工程能力的锻炼落到实处。现在我们已经组建了企业化仿真、网络集成、嵌入式开发等专业实验室，教师可在课余时间进入这些实验室学习。正是由于教师工程实践能力的提高，现在学生的应用实训课程的质量也不断提高，学生的实践能力不断增强。这在学生的就业质量，就业对口率以及全国性的学生应用技能的比赛中都得到了体现。
横向课题研究
地方高校有一个非常重要的职能就是为地方经济的发展提供人才和技术支持。青年教师通过参加横向课题不仅可以为地方经济做贡献，也可以提升自身工程实践能力。我们以项目团队的形式承接横向课题，参与企业生产工艺改革，信息化建设等工作。参与这些项目，一方面检验提高了青年教师的工程实践能力，另一方面也有助于地方经济的发展，从而找到地方高校发展和人才培养的准确定位。
国家专业技术水平考试
专业技术水平考试是衡量技术人员是否具有相应专业技术能力的一种重要方式，也是体现技术人员工程能力的一个重要方面。我院出台了不少鼓励青年教师参加专业技术水平考试的政策。信息科学与技术学院的青年教师现累计已有近70人通过专业技术水平考试，占到青年教师的80%。
完善校企合作机制
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现阶段的交通规划设计以及管理工程的课程设计都会存在一定的不足，比如有关的体系不合理，实践背景不符合要求，或者是不具备较强的实践能力，这样就会很难丰富学生的理论知识以及提高实践能力，当然也需要加大对交通规划设计和管理方向的课程设计体系的改善力度。
（一）课时比较少，实践时间不够，课程安排存在问题
交通规划设计和管理的课程设计的研究时间比较短，有关的安排和设计进行了比较多的变化。最开始主要是学习有关的理论知识，同时也要设计有关的课程，现阶段主要的问题就是学生在学习理论知识的时候很难再进行设计有关的课程，之后直接就变成在大四上学期开始进行设计，不过会出现比较多的问题，比如，学生在实习的时候不具备充分的实践能力，由于这个时候所有的课程设计都在一起进行，这样就没有足够的时间去开展，并且有关的工作比较复杂，进而很难达到预期的效果。
（二）课程设计不具备系统性
现阶段交通规划的课程设计工作主要就是为了更好地使用四阶段模型以及宏观模型，交通设计课程的设计工作主要是为了设计部分路段，当然也是为了设计交叉口这样的情况，交通管理和对课程设计的把控主要是为了匹配有关的交通设计和信号，跟客运有关的交通系统的课程设计涉及的内容比较多，并且没有充分对城市的宏观设计方案进行设计，因此要及时改善现有的教学情况。
（三）课程设计和产学研究联系不够
现阶段的课程设计的案例大多数根据有关的教师情况来开展，每个案例之间没有充分的联系，当然和有关的产学研究的联系并不密切，对于有关的交通工程的情况没有进行充分的了解，这样就很难完善现阶段的教学案例，进而完成课程设计的目标。
（四）教师队伍的实践能力不足
现阶段的课程设计工作没有一个专业的教学队伍来进行保障，所以需要在设计的时候给每个课程增加一个青年教师，现阶段的师资不足，还有就是有关的青年教师不具备充足的实践能力，所以设计的时候就会增加工作的难度。
二、课程体系教改的目的以及思路
交通规划设计和管理主要就是为了分析有关的交通规律和交通系统里面的人、车、路的关系，这是一个比较复杂的科目，比较重视综合使用的工程技术。所以，课程设计体系主要是为了更好地培养人才，再有就是使学生的理论知识更加系统以及更加条理，这样就会使学生更好地去学习有关的知识，进而跟上课程的进度。
（一）对于课程设计体系的整理和完善
根据有关的设计工作，来开展相关的专业课程，进而确保这项课程所涉及的知识更加全面，再有就是通过有关的工程设计来整合所有课程的设计工作，进而将其整理成一个总体性较强的课程设计工作，这样也就可以制定出更加完整的交通工程专业交通规划以及课程设计方案。
（二）工程实践教育
对课程设计体系的分析就是为了更好地开展工程实践教育，这样可以培养出更多的人才。课程设计里面的工程实践性主要体现在这样几个方面：明确教学实践的需求，明确教学案例和工程实践的关系，明确教学团队的实践背景。
